专利名称：火焰报警器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对应于权利要求1前序部分的火焰报警器。
背景技术：
本发明能应用于使用火焰报警器来检测着火并且产生IR辐射或者UV辐射的任何 地方，其中该IR辐射或者UV辐射在穿过光学窗口后被测量，其中监视该光学窗口的变脏和 功能，并且保护该窗口不受机械损伤使得能够无干扰地检测燃烧现象。长期以来就已知用于检测光学的燃烧现象的火焰报警器。火焰报警器通常由一个 外壳组成，在该外壳内设置传感器元件和相应的信号处理电子设备，其中光学窗口在朝向 要检测的燃烧现象的方向上封闭该外壳。辐射通过该光学窗口进入外壳，并且被传感器检 测。问题是，光学窗口可能被污染，由此使得进入外壳的辐射减少，并且在检测中可能出现 错误。此外，检测结果可能由于诸如太阳光线、阴影以及类似情况这样的影响而失真。此外， 光学窗口会遭受可能导致损坏或者至少导致损伤的机械影响。在工业领域或者具有粉尘爆 炸危险的领域中，对外壳和光学入射窗口的密封性和机械强度的要求很高。传感器和信号 处理电子设备的可能的失效或者故障也能够强烈地影响燃烧识别的可靠性和可用性。火焰 报警器在安装和投入运行后，经过一定的时间，由技术上决定或者由于着火风险的改变，必 须用相同构造的火焰报警器或者用具有不同规范数据(例如灵敏度等级)的火焰报警器或 者甚至用检测不同燃烧参数(例如热量或燃烧气体)的燃烧报警器来替换它。在已知的火 焰报警器的情况下这意味着安装成本很高。在已知的火焰报警器的情况下必须拆卸整个报 警器，并且断开到电源和与火警中心或另一接收设备的连接的全部缆线接头。最后，必须重 新安装新的燃烧报警器以及进行布线。这需要附加的成本，并且在长的更换持续时间内不 能通过自动检测来保证防火。从DE 42 40 395A1获知一种用于检测电磁辐射的检测器，它具有一个传感器元 件，该传感器元件设置在具有该辐射不能透射的外壳的该辐射能透射的覆盖片下面，该传 感器元件对电磁辐射产生反应并根据辐射产生电输出信号。通过把辐射源的电磁辐射导向 该覆盖片，即光学窗口，并且用检测器内的传感器元件测量该电磁辐射作为污染的量度，来 测量该覆盖片的污染。一种类似的设备在US 5，914，489中被描述了，其中把光束从辐射源从上导向光 学窗口，并且通过传感器在光学窗口下面检测辐射以何种程度穿过该光学窗口，使得能够 得出关于光学窗口的污染程度的结论。在这两种解决方案中未对光学窗口提供免受机械影响的保护。US 5，257，013说明了一种火焰检测器，在其下侧面设置卡箍或者转向器 (Abweisern)形式的针对机械应力的保护设备。但是，检测器不具有大面积的光学窗口，并 且该种机械保护不用于入射窗口的污染监视或者传感器的功能监视。此外，已有火焰报警器的缺点还在于，它们总是必须相应于预期的燃烧事件而被 调整或者改装。
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DE 203 06 590. 5说明了一种用于燃烧报警器的外壳，它使得能够迅速改装。但是 对于火焰报警器的实施形式既未说明，也未图示。US 4，547，673说明了一种火焰报警器或者烟雾报警器，具有一个辐射接收元件和 最多两个辐射源。它具有专门设置的反射器。进行反射的元件被优化，使得其最小程度地 影响入射窗口的表面。缺点是，由于几何比例(光学窗口大，反射器面积小)和由于对于反 射器材料的机械负荷能力的错误实施方式，该反射器不能提供足够的机械保护。借助于火焰报警器来对燃烧进行识别在太阳光、人造光、焊接、加热设备或者其他 的干扰源使结果失真时可能导致错误的警报。此外，规章规定，对于在有爆炸危险的空间里使用火焰报警器的情况必须确保，出 于防爆的原因，外壳在高的机械要求(例如抗冲击强度或者震动)的情况下不被损坏。光 学入射窗口必须相对于这些影响受到足够的保护。在有粉尘爆炸危险的区域内对于所有密 封材料的化学稳定性以及由环境影响所导致的稳定性有很高的要求。US 3952 196A说明了一种带有UV接收元件和UV发送器的UV火焰报警器，它在光 学窗口上面有一个带反射元件的桥形接片。该桥形接片和反射元件仅用于监光学窗口的污 染。由于几何比例(光学窗口大，桥形接片面积小)，该反射器不能保证足够的机械保护。 也没有提供传感器和信号处理电子设备的功能监视。此外，反射器不容易更换。因为反射 器的支架同时支承光学窗口，所以反射器的更换开销很大。但是如果没有该部件，则报警器 不能作用，因为光学窗口在已有的结构方式中没有任何别的支承。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种火焰报警器，它的光学窗口即使在相应的窗口 大小的情况下也被保护不受机械影响，其中必须提供光学窗口的污染监视并且应当能够容 易地更换部件。该任务通过根据权利要求1的特征的火焰报警器解决。从属权利要求描述本发明的有利的结构。根据本发明的解决方案提供一种由外壳构成的火焰报警器，在外壳内设置传感 器、一个或多个辐射源以及光学窗口，其中在光学窗口上面设置反射器保护栅或反射器保 护环，该反射器保护栅或反射器保护环适于保护光学窗口不受机械影响，该反射器保护栅 或反射器保护环使IR辐射或UV辐射以足够的程度穿过，并且该反射器保护栅或反射器保 护环在其内侧面适于反射UV辐射和IR辐射。具有镜面化表面并且具有弹性的可更换的金属栅栏被认为是反射器保护栅的最 有利的实施方案。还可以设想用弹性的耐用的塑料制造反射器保护栅或反射器保护环，该反射器保 护栅或反射器保护环在其表面上镀铬或者被镜面化。弹性的反射器保护栅可以具有彼此连 接的桥形接片，它们以其端部汇合到围绕光学窗口的适配凸缘(Aufnahmeflansch)，并且卡 到适配凸缘内的切口或者凹槽内，从而被稳定地固定。为此可以构造宽的和窄的接片，它们 被放置到适配凸缘的不同宽度的空隙内，并在其内锚定(Verankern)。反射器保护栅可以作 为凹入的顶盖覆盖窗口的整个表面，它能由操作者用手容易地挤压、放置或者作为卡口式 连接转动、取下和更换。但是，反射器保护栅或者反射器保护环也可以仅覆盖光学窗口的边缘处的一个确定的区域。但是也可能仅把一个或者多个保护条以保护的方式设置在光学窗 口上即已足够。反射器保护栅的取下对于外壳的密封以及火焰报警器的功能性丝毫没有影响；也 就是说可以在任何时候取下或者更换。此外，通过反射器保护栅或者反射器保护环保护光 学窗口的大部分表面不受机械损伤。有利的是，光学窗口被构造为CaF2、蓝宝石或者其他可透射UV/IR的材料(例如云 母等)。此外，有利的是，外壳由上外壳部和下外壳部构成，其中在下外壳部内设置用于能 量和用于信号的引线，例如到警报站的引线，而在上外壳部内设置传感装置和所有信号处 理部件。它具有这样的优点，即可更换的上外壳部既可以为服务和修理以很小的开销被更 换，也可以在仪表方面与其他的着火危险相适应。机械方面和电气方面的安装保持不变。在上外壳部内设置光学窗口、反射器保护栅、传感器、辐射源以及到下外壳部的电 气插接设备，在必要时还设置微控制器。有利的是，在上外壳部内设置IR辐射传感器和/或UV辐射传感器。但是它们也 可以仅仅是输出图像的传感器，或者附加地还是输出图像的传感器。于是，例如可以在上外 壳部内设置UV辐射传感器，其检测火焰信号和辐射源信号。但是也可以想见一个或多个IR 传感器或者IR传感器和UV传感器的组合。此外，有利的是，模块化地在不同的平面上设置电气组件内的辐射传感器。于是， 可以在紧邻地位于光学窗口下面的平面内设置IR辐射传感器，而在一个更低的平面内设 置UV辐射传感器。为监视光学窗口，由上外壳部内的该一个或多个辐射源发射光学信号通过光学窗 口，该信号在反射器保护栅处被反射并被反射到IR辐射传感器或/和UV辐射传感器，使得 在射束两次穿过光学窗口后能够获得关于光学窗口具有什么污染的量度，并且能够检验传 感器和信号处理电子设备的功能。可以设置一个或多个IR辐射源和/或多个UV辐射源作为辐射源。基本上，可更换的上外壳部放置在下外壳部上。为此，在两个外壳部之间设置密封 橡胶。其他类型的密封也可以是有利的。该密封或者附加的密封可以被构造为导电的EMV 密封。通过上外壳部的可更换性，可以根据需要按照模块性对于实际需求快速作出反应。此外有利的是，在上外壳部内设置带有可更换的通信模块的插接设备。该模块可以是继电器模块，它允许在没有火警中心的情况下独立操作报警器。另 外一种可能的通信模块可以集成地具有在工业领域中流行的4. 4. . . 20mA接口，用于警报 传输。数字通信模块允许通过回路技术、即通过协议与火警中心进行数据交换而与火警中 心通信，从而定位警报；向火警中心报告火焰报警器的状态或者从火警中心设定报警器的 参数。此外有利的是，在上外壳部内设置寻址开关(Adressierungsschalter)。这使得能 够根据所使用的通信模块类型设置用于警报定位的警报器地址。此外有利的是，提供服务接口，用于联系服务设备以进行配置、参数化和用于软件 更新，以及用于向计算机或者向数据库传输历史数据。该服务接口可以被构造为连接插头 或者插座。
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本发明具有这样的优点光学窗口即使在相应的大小的情况下也能被保护不受机 械损伤，其中提供窗口的污染监视、传感装置和信号处理电子设备的功能监视，以及能够容 易地更换火焰报警器中的部件。
下面根据一个实施例和七幅附图详细说明本发明。附图中图1示意表示根据本发明的火焰报警器，其具有上、下外壳部和反射器保护栅，图2示意表示根据本发明的火焰报警器，其具有反射器保护环和两个用于电子组 件的平面，图3示意表示根据本发明的火焰报警器，其具有反射器保护栅和两个位于不同平 面上的电子组件，图4表示反射器保护栅，图5表示反射器保护环，图6表示用于反射器保护栅或者反射器保护环的适配凸缘，图7示意表示用于无干扰地检测火焰的IR传感器。
具体实施例方式图1示意表示根据本发明的火焰报警器，其由上外壳部1. 1和下外壳部1. 2构成， 在它们之间有密封垫，其中上外壳部和下外壳部ι. 1、1. 2通过电气插接设备14彼此连接， 其内设置有信号线和电压源。在上外壳部1.1内，电子组件18位于一个平面上，该电子组 件18由具有UV过滤器10. 1的UV辐射传感器8. 1、UV辐射源9. 1、寻址开关17和具有插 接设备15的通信模块16组成。光学窗口 7由蓝宝石构成，并且由适配凸缘4支承，在适配 凸缘4中还设置反射器保护栅2. 1。发出UV辐射的火焰现象在给定的波长范围内能被辐射 传感器8. 1检测。为检验光学窗口 7的污染程度，由辐射源9. 1发出相应波长的光信号，该 光信号被反射器保护栅2. 1反射并被UV辐射传感器8. 1检测。反射器保护栅2. 1保护光 学窗口 7不受机械损伤，并且向UV辐射传感器8. 1反射由UV辐射源9. 1发出的辐射。被 反射的辐射被用于光学窗口 7的污染分析和传感器的功能监视以及后来的信号处理。通过 可更换的通信模块16，火焰报警器与火警中心通信。寻址开关17用于，对于使用使该报警 器作为报警器环中的用户的数字通信模块的情况，以设置的地址将报警或者故障信号唯一 地分配给该报警器。此外，设置连接插头作为服务接口 20，它在图2和图3中也能看见。图2表示根据本发明的火焰报警器的一个实施变体方案，其由上外壳部1. 1和下 外壳部1.2组成，其内设置两个电子组件18、19，其中下电子组件包括寻址开关17和带有 插接设备15的通信模块16，上组件19包括三个带有IR过滤器10. 2的IR辐射传感器8. 2 和三个IR辐射源9. 2，IR辐射源9. 2发送IR射束到反射器保护环2. 2，反射器保护环2. 2 通过IR过滤器10. 2向IR辐射传感器8. 2反射IR射束。在组件18、19之间设置插接设备 13。图3以示意视图表示电子组件的一种类似的设置，其中反射器保护栅2. 1位于光 学窗口 7上面，并且在下电子组件18内附加地设置UV辐射源9. 1和带有UV过滤器10. 1的UV辐射传感器8. 1。通过火焰报警器的该种实施方式既能检测UV辐射，也能检测IR辐射。图4表示做成罩形的反射器保护栅2. 1，UV辐射和/或IR辐射能够通过它的孔隙 不受阻挡地进入，其中存在不同宽度的接片3. 2,3. 1，弹性的进行反射的反射器保护栅2. 1 能通以这些接片在适配凸缘4中转动。反射器保护栅2.1由进行反射的金属片制成，它的 接片3. 2,3. 1用手锁定在图6的凸缘的卡口座(Bajonettaufnahme)或者空隙5. 1和5. 2中。这对于图5中表示的反射器保护环2. 2同样适用，该保护环具有用于UV辐射和IR 辐射的非常大的通透面积。无论是反射器保护栅2. 1还是反射器保护环2. 2都能用其接片 3. 1、3. 2插入适配凸缘4的空隙5. 1、5. 2内，并且能够在其内转动。止挡缺口 6用于限制该 转动。适配凸缘4既支承光学窗口 7也支承反射器保护栅或者反射器保护环2. 1,2. 2。图7示意表示用于无干扰地检测火焰的辐射传感器8. 1,8. 2，其中三个带有IR过 滤器10. 2的IR辐射传感器8. 2并排设置，它们的信号被提供给信号处理器11。信号处理 器11表示A/D变换器、放大器或者信号匹配器，它连接到带有存储器的微控制器12，微控制 器12处理和存储信号。此外，设置IR辐射源9. 2，它发送用于检验光学窗口 7的污染程度 的IR辐射。以同样的方式还可以设置带有UV过滤器10. 1的UV辐射传感器8. 1，传感器的 信号通过信号匹配器向带有存储器的微控制器12转发，并且UV辐射源9. 1可以发送UV信 号到光学窗口 7以检验污染程度和传感器的功能。
权利要求
一种火焰报警器，由外壳组成，在所述外壳内设置光学窗口(7)、至少一个传感器(8.1，8.2)和至少一个辐射源(9.1，9.2)，其特征在于，在所述光学窗口(7)上面设置反射器保护栅或者反射器保护环(2.1，2.2)，所述反射器保护栅或者反射器保护环(2.1，2.2)适于保护所述光学窗口(7)不受机械冲击，使UV辐射或者IR辐射(16)以足够的程度穿过，以及在其内侧面从外壳内部反射UV辐射和IR辐射(16)。
2.根据权利要求1所述的火焰报警器，其特征在于，反射器保护栅或者反射器保护环 (2. 1,2. 2)是可更换的。
3.根据权利要求1和2所述的火焰报警器，其特征在于，所述外壳由上外壳部(1.1)和 下外壳部(1.2)组成，在上外壳部(1. 1)内设置光学窗口(7)、反射器保护栅或者反射器保 护环(2. 1，2.2)、辐射传感器(8. 1,8. 2)和辐射源(9. 1，9.2)，在下外壳部(1.2)内设置导 线入口和用于引线的接头以及与上外壳部(1. 1)的电气插接设备(14)。
4.根据权利要求3所述的火焰报警器，其特征在于，上外壳部(1.1)内的辐射传感器是 UV辐射传感器(8. 1)和/或IR辐射传感器(8. 2)。
5.根据权利要求1到4中之一所述的火焰报警器，其特征在于，辐射传感器(8.1,8. 2) 被设置在用于电子组件(18，19)的不同的平面上。
6.根据权利要求1到5中之一所述的火焰报警器，其特征在于，辐射源表示一个UV辐 射源和/或至少一个或者多个IR辐射源(9. 1，9. 2)。
7.根据权利要求1到6中之一所述的火焰报警器，其特征在于，在上外壳部(1.1)内设 置带有可更换的通信模块(16)的插接设备(15)。
8.根据权利要求1到7中之一所述的火焰报警器，其特征在于，光学窗口(7)由CaF2、 蓝宝石或者另一可透射UV/IR的材料构成。
9.根据权利要求1到8中之一所述的火焰报警器，其特征在于，反射器保护栅(2.1)或 者反射器保护环(2.2)被构造为具有弹性，并且以其端部卡到外壳的上外壳部(1. 1)的适 配凸缘(4)内。
10.根据权利要求1到9中之一所述的火焰报警器，其特征在于，反射器保护栅或者反 射器保护环(2. 1,2. 2)具有不同宽度的接片(3. 1,3. 2)作为转动防护，这些接片能插入适 配凸缘(4)的空隙(5. 1,5. 2)内并能在其中卡锁。
11.根据权利要求1到10中之一所述的火焰报警器，其特征在于，在上外壳部(1.1)内 设置寻址开关(17)。
12.根据权利要求1到11中之一所述的火焰报警器，其特征在于，反射器保护栅或者反 射器保护环(2. 1，2.2)由金属片或者塑料制成。
13.根据权利要求1到12中之一所述的火焰报警器，其特征在于，设置服务接口(20)， 用于联系服务设备以进行配置、赋予参数和用于软件更新，以及用于向计算机或者数据库 传输历史数据。
全文摘要
本发明涉及一种火焰报警器，其由外壳组成，外壳内设置传感器(8.1，8.2)、辐射源(9.1，9.2)和光学窗口(7)，在光学窗口(7)上面设置反射器保护栅或者反射器保护环(2.1，2.2)，用于保护光学窗口(7)不受机械影响，使UV辐射或者IR辐射(16)以足够的程度穿过，以及在其内侧面从外壳内部反射UV辐射和IR辐射(16)。本发明的优点在于，即使在相应大的机械影响的情况下也保护光学窗口，其中实现火焰报警器的窗口的污染监视、传感器和信号处理电子设备的功能监视以及部件可以容易地更换。
文档编号G08B17/12GK101894442SQ201010228100
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者A·施塔默, A·格罗涩夫, B·齐姆斯, D·西默, H·迪特默, K·伦凯特, P·朱尔则 申请人:鞍点有限责任两合公司